دیگ بخار

دیگ بخار یا بویلر بخار یک سیستم گرمایشی است که انرژی حرارتی را با استفاده از آب به بخار تبدیل می کند. در واقع دیگ بخار یک مبدل حرارتی است که بخار را برای مصارف خارجی تولید می کند و دارای محفظه احتراق و مخزن آب است. دیگ بخار سوخت را برای گرم کردن آب می سوزاند و به این صورت گرما و آب، بخار تولید می کنند.

این سیستم گرمایشی از یک مخزن بسته که در آن بخار آب به وسیله گرمای ناشی از احتراق سوخت جهت استفاده در بیرون از آن ایجاد می شود. درون بویلر بخار شامل دو بخش یعنی بخش حریق و بخش آب می باشد. سطح گرمایی بویلر بخار به مجموع همه سطح های در بخش حریق دیگ بخار گفته می شوند. تمام بخشهای داخلی و زیر فشار یک بویلر بخار از آلیاژهای آهنی ساخته می شوند. فروش دیگ بخار از نظر نوع جنس به دو مدل چدنی و فولادی تقسیم‌ بندی می شوند. بویلر بخار چدنی برای ایجاد بخار کم فشار ساخته می شود اما اکثر دیگ ‌های بخار و بویلر آب گرم از نوع فولادی می باشند.

در این قسمت شما را به دیدن فیلمی دعوت می نمائیم که نحوه مونتاژ یک بویلر بخار را به تصویر کشیده است. با ما همراه باشید …

اساسا يک بویلر بخار با دريافت انرژی حاصل از سوخت در قسمت كوره يا محیط احتراق و انتقال آن به سيال درون پوسته باعث افزايش تدريجی دما و انرژی داخلی سيال مورد نظر می شود. ولی باید به این نکته توجه کرد كه در برخی از بویلرهای بخار از جمله بويلرهای نيروگاهی، ساختار فنی كمی متفاوت می باشد و پوسته تنها در قسمتهای معینی مانند درام ها موجود است و همچنين ديگر بویلرها مانند (بويلر فولادی – بويلر آبگرم) و ديگ های روغن داغ نيز از شکل ويژه ای برخوردار هستند.

جداره یا پوسته در بويلرهای ساده همانند دیگ بخار و بویلر روغن داغ از اهميت ويژه ای برخوردار می باشد، چرا كه اصولا باید از توان تحمل فشارهای داخلی برخوردار باشند. در اكثر بويلرهای گرمايشی سوخت به وسیله تجهيزات احتراقی دستگاه در محیط احتراق يا كوره ديگ سوزانده می شود و گرمای حاصل از آن به نحوی به قسمت جذب كننده منتقل می شود و اين عمل تحت عنوان يک سيكل دائمی در درون بويلر تا زمان خاموشی ادامه می يابد.

در اكثر موارد بویلرهای بخار بيشتر با حرارت و حریق مستقيم سر و كار دارند، ليكن در برخی موارد مانند بويلرهای بازيافت حرارتی (هيت ريكاوری بويلرها) به طوری طراحی و ساخته می شوند تا بتوانند حرارت خروجی يک دستگاه پر قدرت مانند توربين‌های گازی را استفاده نمايند تا به اصطلاح بازيافت حرارتی ایجاد شود. بویلر بخار اساسا علاوه بر اين كه شامل ساختمان مكانيكی مشخصی است، برای كاركرد مستمر و خودکار نيازمند مدار فرمان و تجهيزات كنترلی نيز می باشد.

بویلر بخار چیست؟

بویلر بخار چیست؟

به طور کلی عملکرد و تبدیل انرژی حرارتی و آب به بخار توسط مخازن تحت فشار و مشعل صورت می گیرد. به این صورت که انرژی حرارتی توسط مشعل تولید می شود. سپس انرژی حرارتی باعث بالا رفت دمای آب می شود و این عمل تا زمانی که آب به نقطه جوش برسد ادامه دارد. رسیدن آب به نقطه جوش موجب به وجود آمدن بخار می شود.

برای درک بهتر از عملکرد بویلر بخار باید از جزئیات تبدیل شدن آب به بخار اطلاع کامل داشته باشیم تا بتوانید در هنگام کار با این دستگاه حداقل خطا را داشته باشیم. ابتدا باید شرایط آب ورودی را سنجید به دلیل این که اگر آب ورودی دارای سختی زیاد باشد سبب خوردگی و رسوب گرفتی می شود. که این دو مورد از عوامل اصلی انفجار دیگ بخار به حساب می آیند. برای جلوگیری از این اتفاق باید شرایط آب مناسب برای ورود به بویلر را مهیا کرد.

برای جلوگیری از رسوب و خوردگی می توان از دستگاه دی ایریتو یا هوازدایی دیگ بخار استفاده کرد. استفاده از دی اریتور گازهای اکسیژن و دی اکسید کربن را از آب حذف می کند. اگر باز هم کمی اکسیژن در آب بویلر باقی بماند آن را به روشهای شیمیایی و استفاده از مواد شیمیایی تصفیه آب از بین می برند. پس از تکمیل فرآیند هوازدایی، آب ورودی بویلر آب توسط پمپ به مخزن بخار تزریق می شود. در بعضی از بویلرها آب اول به اکونومـایزر وارد می شود. سپس آب به درام بخار بویلر صنعتی وارد می شود.

چگونگی تولید بخار در بویلر

با ورود آب به مخزن بخار از طریق لوله که قسمتهای گوناگون کوره را می سازد و از آنجایی که مشعل در محفظه احتراق قرار دارد، باعث بالا رفتن دمای لوله‌ها می شود و آب داخل لوله را به بخار تبدیل می کند. پس از این مرحله مجددا آب و بخار تولیدی توسط لوله‌ها به مخزن دیگ بخار ریخته می شود و در مخزن به وسیله جدا کننده، آب و بخار از یکدیگر جدا می شوند. بخار جدا شده از آب مجدد به وسیله جدا کننده، ذرات کوچکی از آب که در بخار تولید شده وجود دارد را از بین می برد.

سپس آبهای به وجود آمده وارد لوله‌ها می شوند و این پروسه ادامه پیدا می کنند به این ترتیب بخار اشباع تولید می شود. سپس بخار اشباع توسط سوپر هیترها و بخار خشک تولید می شود. سوپر هیتر موجب حذف رطوبت های بخار می شود و دمای بخار تولیدی را بالا می برد.

هدف اصلی ما در بویلر بخار رسیدن به بخاری است که هیچگونه رطوبتی نداشته باشد که به آن سوپرهیت گفته می شود. بسته به نیاز هر صنعت از انواع بخار (بخار اشباع، بخار مرطوب، بخار خشک و بخار سوپرهیت تولید شده توسط دیگ بخار) استفاده می شود.

بخار سوپرهیت معمولا بین لوله‌های موازی بویلر قرار می گیرد که این لوله‌ها در مجاورت کوره هستند. در لوله‌های موازی که مجاور کوره قرار دارد دمای بخار با جذب حرارت افزایش پیدا می کند. از طرفی نرخ انتقال حرارت به اندازه مقدار اولیه بازده زیادی ندارد. سرعت انتقال حرارت در این قسمت بسیار بالا است. بنابراین لوله‌ها خیلی گرمتر از حالت اولیه است، مواد به کار رفته در ساخت لوله‌های سوپرهیت در دیگ بخار به طوری است که تحمل حرارت بسیار بالا را داشته باشند.

پارامترهای مهم در طراحی دیگ بخار

  • طرح دیگ بخار: طراحی فایر تیوب یا واتر تیوب و افقی یا عمودی و …
  • ظرفیت دیگ بخار: مقدار آبی که در یک ساعت دستگاه به بخار تبدیل می ‌کند ظرفیت دیگ را مشخص می‌ کند.
  • فشار کار بویلر بخار: فشاری که دیگ باید همیشه روی آن تنظیم شود و فشار خود را ثابت نگه دارد.

انواع دیگ بخار

انواع دیگ بخار

انواع بویلرهای بخار که در بازار موجود می باشد، توسط تولیدکنندگان مختلفی طراحی و تولید می شوند که هر کدام طراحی ساخت متفاوتی با دیگری دارند. آن‌ها از فولاد، چدن و آلومینیوم ساخته شده اند و قادر به نگهداری انسجام خود در برابر افزایش دما و فشار هستند.

انواع دیگ بخار را می توان در کاربردهای مختلف استفاده کرد. با گذشت زمان، نمونه‌های کارآمد تری از انواع دیگ بخار جدید وارد بازار شده است که باعث شده نا کارآمدی دستگاه‌های قدیمی برطرف شود و جایگزین خوبی برای نمونه‌های قدیمی تر شدند. اندازه، نوع سوخت و ابعاد دیگ بخار بر اساس کاری که برای انجام آن طراحی شده و صنعتی که در آن استفاده می شود تغییر می کند. با توجه به نحوه تولید و استفاده از تجهیزات می توان انواع دیگ بخار را از لحاظ ظاهری به سه دسته افقی، عمودی و کاور دار طراحی و تولید کرد. بویلرها به طور گسترده با عنوان لوله‌های درون شان و نوع دیگ های بخار آن دسته بندی می شوند.

در بویلرها مسیر حرارت و ساختمان انتهایی نیز متفاوت است و می توان دیگ بخار را طوری طراحی کرد که دارای یک پاس حرارتی و یا دو پاس حرارتی باشد و از نظر ساختمان انتهایی به دو صورت وت بک و درای بک باشد.

در واقع دیگ های بخار در ابعاد و ظرفیت های مختلف و در فشارهای کاری معین طراحی و تولید می شوند.

دسته ‌بندی بویلرها بر اساس مسیر نسبی عبور آب و گاز داغ

بویلر بخار واترتیوب

در این نوع مدل بویلر، آب داخل لوله‌ها جریان دارد. اطراف لوله‌ها حرارت وجود دارد. آتش و یا گازهای گرم به پوسته لوله‌های حاوی آب، بصورت عمودی برخورد می کنند و در نتیجه با گرم شدن لوله، بخار به وجود می آید. دیگهای آب خورشیدی معمولا مستطیل شکل هستند و دارای دو یا چند درام هستند. جداسازی بخار و آب در درام بالا انجام می شود، در حالی که درام پایه به عنوان نقطه جمع آوری برای لجن کار می کند. این سیستم معمولا در مواردی استفاده قرار می گیرد که نیرویی بیش از 750 اسب بخار یا چند صد هزار پوند بخار در ساعت مورد نیاز است.

دیگ بخار واتر تیوب از راندمان بالایی برخوردار است و می تواند بخار اشباع یا گرم شده تولید کنند. در حقیقت بویلر واترتیوب توانایی تولید بخار مافوق گرم را دارد و در زمینه‌هایی که نیاز به بخار خشک، فشار قوی و پر انرژی از جمله تولید توربین بخار باشد از این نوع بویلر استفاده می شود.

دیگ بخار فایرتیوب

در داخل لوله‌های دیگ فایرتیوب آتش وجود دارد و در اطراف آن نیز آب وجود دارد که با گرم شدن آب، بخار تشکیل می شود. لوله‌ها در محفظه هایی مرتب شده اند تا گازها را از طریق دیگ بخار تا 4 برابر قدرت قبلی منتقل کنند. این سیستم حداکثر سطح انتقال حرارت را با آب دارد. دیگ های بخار فایرتیوب همچنین به عنوان دیگ های بخار گاز گرم شناخته می شوند و می توانند تا حدود 750 اسب بخار یا 25000 پوند بخار در ساعت نیرو تولید کنند. 80 درصد از دیگ های بخار استفاده شده در صنایع مختلف از این مدل هستند.

ظرفیت حرارتی در دیگ بخار فایرتیوب اغلب با تعداد پاس های حرارتی آن‌ها مشخص می شوند. تعداد دفعاتی که گازهای احتراق در طول مخزن تحت فشار جریان پیدا می کند را پاس حرارتی گویند. با چرخش گازهای حرارتی، دمای آب افزایش پیدا می کند. نقاط چرخش گاز درون لوله ها می تواند به صورت ضد آب باشد.

زیر این نوع دیگ بخار، دیگ بسته بندی شده همراه با تجهیزات شعله ور سازی سوخت، تجهیزات پیشرفته مکانیکی، کنترل اتوماتیک و لوازم جانبی تمام اتوماتیک با حداکثر دقت طراحی شده است.

این نوع بویلرها مناسب استفاده در صنایع کوچک، مراکز خدماتی، درمانی و … می باشند.

پاس حرارتی چیست؟ به مسیر رفت و برگشت حرارت بین لوله‌ها پاس حرارتی گویند.

دسته بندی بویلرهای بخار بر اساس تعداد پاس حرارتی

دیگ بخار با دو پاس حرارتی

همان طور که از اسم این نوع بویلر پیداست عملیات تولید آب گرم و بخار در دو مرحله انجام می شود و گازهای احتراق دو بار در دیگ بخار حرکت می کنند.

گاز های احتراق باید قبل از ورود به اتاق معکوس خنک شوند. دمای بیش از حد باعث برهم خوردن و ترک خوردن لوله شود. نرخ انتقال حرارت حداکثر در مرحله اول می تواند انجام شود، این میزان با افزایش گذرگاه‌ها و پاس های حرارتی کاهش می یابد.

دیگ بخار با سه پاس حرارتی

طراحی دیگ بخار سه پاس، سه امکان برای انتقال حرارت فراهم می کند. دمای بیرونی لوله‌ها در بویلر سه پاس، کمتر از نمونه مشابه با دو پاس حرارتی است و با همان طراحی دارای فشار عملیاتی بالاتری خواهد بود. کارایی و راندمان سه پاس نیز بیش از دو پاس حرارتی است.

هر گذر یا هر پاس در دیگ بخار باید با سطح مقطعی طراحی شده باید مناسب با سرعت گاز دودکش باشد و از آن بتوان سرعت گاز مطلوب را استخراج کرد، که به نوبه خود انتقال حرارت را به حداکثر می رساند در حالی که کاهش راندمان عملکرد در داخل لوله‌ها را کاهش می دهد.

دسته ‌بندی بویلرها بر اساس مسیر جریان آب

از آن‌ جایی که آب، سیال اصلی حاضر در بویلر یا دیگ بخار است، مسیر گردش و جریان آن اهمیت بسیار زیادی دارد و یکی از دسته ‌بندی ‌های بسیار مهم در بویلرها دسته بندی آنها بر اساس مسیر حرکت جریان و گردش آب است.

گردش طبیعی

جریان آب در بویلرهای گردش طبیعی، ناشی از متفاوت بودن چگالی آب است. این تفاوت چگالی به دلیل گرم شدن آب به وقوع می‌ پیوندد. در بویلرهای بخار گردش طبیعی، سیال مورد نظر فرایند جا به‌ جایی را بصورت جریان همرفتی طی می‌ کند.

گردش اجباری

نوع دیگری از بویلرها نیز وجود دارند که در آن‌ها یک پمپ آب، باعث جریان یافتن آب در طول مسیر آن می‌ شود. تحت این شرایط، نرخ تولید بخار افزایش می ‌یابد. در واقع پمپ آب تغذیه، فشار آب تغذیه را تا مقدار مطلوبی افزایش می ‌دهد. اندازه این فشار در یک بویلر گردش اجباری به گونه‌ ای تنظیم می ‌شود که بخار در ناحیه زیر بحرانی به صورت پایا وجود داشته باشد.

دسته ‌بندی بویلرها بر اساس کاربرد

بویلر ساکن

این بویلرها به صورت رایج در نیروگاه‌ها مورد استفاده قرار می ‌گیرند. در واقع یک نیروگاه تولید برق در یک مکان احداث می‌ شود و سال‌ها برق تولید می‌ کند و بویلری که درون این نیروگاه استفاده می‌ شود از نوع بویلرهای ساکن است.

بویلر دریایی

نوع دیگری نیز از بویلرها وجود دارند که به صورت رایج در کشتی ‌ها استفاده می ‌شوند. این بویلرها با توجه به نوع خاص و کاربردی که دارند، به بویلرهای دریایی معروف هستند.

بویلر قابل حمل

بویلرهای قابل حمل، اندازه کوچکی دارند و به صورت سیار قابل استفاده هستند. این بویلرها در کارگاه‌ها مورد استفاه قرار می ‌گیرند. به کمک این بویلرها آب موجود در اتوها نیز گرم و آماده مصرف می ‌شود.

بویلر لوکوموتیو

این نوع از بویلرها یکی دیگر از انواع بویلرها هستند که به صورت خاص طراحی شده ‌اند. از این بویلرها برای تولید بخار مورد نیاز برای حرکت موتورها و تجهیزات ریلی استفاده می‌ شوند.

دسته ‌بندی بویلرها بر اساس فشار بخار تولید شده

همان طور که گفته شد، بویلرها وظیفه تولید آب داغ یا بخار آب داغ را بر عهده دارند. این بویلرها بر اساس فشار بخاری که تولید می‌ کنند به پنج دسته کلی تقسیم بندی می ‌شوند.

بویلر فشار پایین

بویلری که بخار را در فشار محدوده 20-15 بار تولید می ‌کند را در دسته بویلرهای فشار پایین قرار می‌ دهند. در این حالت از بخار برای فرایند گرمایش استفاده می ‌شود.

بویلر فشار متوسط

بویلر فشار متوسط، بویلری است که فشار کاری بخار آن در محدوده بین 20 تا 80 بار تغییر کند. این بویلر را می ‌توان برای تولید برق در نیروگاه استفاده کرد. همچنین به صورت ترکیبی برای تولید نیروی الکتریکی و گرمایش نیز از آن استفاده می ‌شود.

بویلر فشار بالا

دسته ‌ای از بویلرها هستند که به آن‌ها بویلرهای فشار بالا گفته می ‌شود. این بویلرها، بخار را در فشار بالاتر از 80 بار تولید می ‌کنند.

بویلر زیر بحرانی

اگر یک بویلر، بخار را در فشار پایین ‌تر از فشار بحرانی تولید کند، بویلر زیر بحرانی نامیده می ‌شود. در واقع بویلرها با توجه به کاربردی که دارند بخار با فشارهای مختلفی را تولید می ‌کنند و بسیاری از نیروگاه‌های توان پیشرفته از بویلر فوق بحرانی استفاده می ‌کنند.

بویلر فوق بحرانی

این بویلرها، بخار را در فشاری بالاتر از فشار بحرانی تولید می ‌کنند. بویلرهای فوق بحرانی، اواپراتور یا تبخیر کننده ندارند و آب به صورت مستقیم و با فرایند فلشینگ به بخار تبدیل می ‌شود.

دسته‌ بندی بویلرها بر اساس مکان کوره

بویلرها را می‌ توان بر اساس نحوه قرار گرفتن و مکان کوره‌ها به دو دسته کلی تقسیم ‌بندی کرد. دسته اول این بویلرها، بویلرهایی هستند که در آن‌ها کوره در داخل پوسته قرار گرفته است. این بویلرها به بویلرهای بخار درون سوز یا کوره درونی معروف هستند.

نوع دیگری نیز از بویلرها موجود است که کوره در بیرون پوسته قرار گرفته است. این بویلرها را بویلرهای برون سوز یا بویلرهای با کوره در بیرون می‌ نامند.

دسته ‌بندی بویلرها بر اساس نحوه قرار گرفتن آن‌ها

بویلرها را می ‌توان بر اساس مکان قرارگیری آن‌ها به سه دسته افقی، شیب ‌دار و عمودی تقسیم ‌بندی نمود. در واقع، اگر محور قرارگیری بویلر به صورت افقی باشد، بویلر را بویلر بخار افقی می ‌نامند. به صورت مشابه می ‌توان بیان کرد که اگر محور قرارگیری دیگها به صورت عمودی باشد، آن را بویلر عمودی و اگر محور بویلر شیب ‌دار باشد، آن را بویلر شیب ‌دار می ‌نامند.

تجهیزات بویلر بخار چیست؟

قطعات بویلر بخار

تجهیزات و قطعات مورد استفاده در ساخت بویلرهای بخار از دو قسمت اصلی تشکیل شده اند. قسمت اصلی قطعات و تجهیزات که شامل بدنه بویلر شل، کوره، لوله‌ها، شبکه و شاسی است.

قطعات و تجهیزات جانبی شامل مشعل، پمپ، شیرهای بخار (شير فلكه اصلي، شيرهاي آب نما، شير فلكه تخليه، شير هواگيري و شير فلكه نمونه گيري)، تابلو برق، لول کنترل، دريچه هندهول، شیر فشار شکن اطمینان، الكترود كنترل كننده سطح آب، پرشر سوئیچ، فلنچ دودكش، دريچه بازديد شعله، قلاب گير، الكتروپمپ، سكو و نردبان، درب، محفظه دمنده، مانومتر، سوپر هيتر، اکونومايزر، دی اريتور، فتوسل، دريچه‌هاي منهول است.

پوسته یا بدنه: متشکل از استوانه ای فولادی آلیاژی به ضخامت مناسب با فشار کار دیگ می باشد و به وسیله نورد ورق های فولادی و سپس جوشکاری ساخته می شود.

مشعل: هدف مشعل تزریق سوخت و هوا به منطقه احتراق است. سوختهایی مانند نفت، گاز یا زغال سنگ پودر شده باید به راحتی با هوا مخلوط شوند. دمپرها برای تنظیم میزان هوای ورودی به مشعل استفاده می شوند. یک فن، هوا را به طور یکنواخت در اطراف مشعل به گردش در می آورد. لوله‌هایی که به آن‌ها اسپاد گفته می شود، سوخت را به دیگ بخار تزریق می کنند و توسط یک جرقه زن مشتعل می شوند.

سوپر هيتر: به منظور افزايش حرارت بخار خروجی از ديگ جهت افزايش راندمان و کاهش فشار ديگ استفاده می شود.

اکونومايزر: به منظور بازيافت حرارت و پيش گرم کردن آب تغذيه جهت افزايش راندمان ديگ و کاهش خوردگی ناشی از دماهای پايين استفاده می شود.

دی اريتور: علت اصلی خوردگی قطعات تحت فشار ديگ، گازهای محلول موجود در آب تغذيه است. برای جلوگيری از خوردگی، آب ديگ بايد در حالت قليايي و احياء کنندگی باشد. برای اطمينان از حصول چنين شرايطی بايد تمام اکسيژن موجود در آب ديگ خارج شود. بدین منظور از دستگاهی بنام دی اریتور استفاده میشود.

صفحات لوله‌ها: صفحات لوله‌ها که در دو طرف استوانه فولادی نصب شده اند. درون این صفحات، بر اساس محل قرار گرفتن لوله‌های عبور دود و بخار برشکاری یا سوراخکاری انجام شده است.

لوله‌های عبور دود: آن‌ها از جنس فولادی آلیاژی می باشند و در داخل استوانه فولادی بدنه دیگ بخار به صورت موازی با کوره نصب می شوند و وظیفه عبور دود و آتش را بعد از کوره دارا می باشند.

کوره: کوره نیز به صورت استوانه فولادی می باشد که به صورت موازی در داخل پوسته قرار می گیرد.

دریچه بازدید: این دریچه معمولا به صورت جوشکاری شده در دیگر شرکت ها موجود است و اگر برای دستگاه اتفاقی بیفتد امکان بازدید وجود ندارد و چنانچه مشکلی برای دستگاه در طی سال‌ها استفاده از آن پیش آید، تقریبا دیگ بخار یک بار مصرف بوده و قابلیت بازبینی یا تعمیر آسان آن وجود ندارد و یا هزینه تعمیر آن گاها بیشتر از هزینه تولید دوباره آن است که در این حالت مشتری مجبور به تعویض کل دیگ بخار می شود.

اما در دستگاه‌هایی که در مجموعه صنعتی مهتاب گستر طراحی و تولید می شود، با قرارگیری دریچه بازدید در دیگ‌های بخار صنعتی، این دریچه باز می شود و امکان رسوب زدایی دارد و اگر لوله ای نشتی پیدا کرده باشد، می شود نشتی را بر طرف کرد. اگر دریچه بازدید دیگ را باز کنیم می بینیم با سیمان ساخته شده چون باید در برابر حرارت مقاوم باشد.

داخل دیگ هم در بخش هایی از سیمان استفاده شده است. این سیمان‌ها که در داخل کار شده، بعد از مدتی خشک می شوند و می ریزند و اگزوز از حالت آب بندی خارج می شود. هنگامی که اگزوز کار می کند از بدنه مقداری حرارت بیرون می زند.

پایه، شاسی و اتصالات: از آن‌ها که برای نگه داشتن دیگ و همچنین برای نصب تجهیزات بر روی دیگ استفاده می شوند.

تجهیزات جانبی دیگ‌های بخار

تجهیزات جانبی که در دیگهای بخار مورد استفاده قرار می گیرند، به شرح زیر می باشند:

سختی گیر: جهت حذف رنج های رسوب گذار در بویلر بخار

دی اریتور: جهت حذف گازهای محلول در آب مانند اکسیژن و دی اکسید کربن

مخزن سوخت روزانه: برای ذخیره کردن موقت سوخت و بیشتر کردن فشار در مکش کردن پمپ

کندانس: جهت گردآوری کندانس بخار برگشتی و هدایت این کندانس به دی اریتور جهت اکسیژن زدایی

امکانات و تجهیزات نمونه برداری: جهت نمونه برداری آب از دیگ و سایر بخشهای مورد نیاز و خنک کردن آن

تانک Blowdown: جهت مهار کردن آب تخلیه شده از بویلر بخار و خنک کردن این آب و هدایت آن به سیستم فاضلاب

پکیج تزریق مواد شیمیایی: بمنظور تزریق مواد شیمیایی مطلوب جهت از بین بردن اکسیژن باقی مانده در آب و تزریق مواد رسوب زدا و تزریق مواد جهت نگهداشتن PH آب در توا‌ن مناسب

کاربردهای دیگ بخار

کاربردهای دیگ بخار

بویلرهای بخار هم مانند سایر دستگاه‌های صنعتی کاربردهای مختلفی در صنایع دارند. در واقع می توان گفت در تمامی صنایع نیاز به حرارت است. چه از لحاظ سیستم گرمایشی و چه از لحاظ ساخت و تولید اولیه مواد مورد استفاده در صنایع مختلف دیگ بخار کاربرد دارد.

  • تمیز کننده بخار

کاربرد دیگر دیگ بخار استفاده از آن به عنوان تمیز کننده بخار می باشد. دستگاه تمیز کننده بخار کاربردهای فراوانی دارد. از جمله استفاده در کارواش ها، استفاده در اماکن عمومی برای تمیز کردن، استفاده در هتل‌ها، رستوران‌ها، فروشگاه‌ها و همچنین استفاده در کارخانجات برای چربی زدائی.

  • بویلر بخار برای اتمیزه کردن

اتمیزه کردن به معنای پودر کردن مایع یا ریز ریز کردن آن می ‌باشد. به طور مثال، در برخی مشعل‌ها به منظور کارآیی بیشتر و مقدار آلایندگی هیدروکربن کمتر، بخار را در سوخت تزریق می کنند. دیگ های بخار و مولدهایی که از سوخت مایع برخوردار هستند از این راه برای کاهش ویسکوزیته سوخت و پودر شدن آن در هوا استفاده می کنند تا آلایندگی خروجی کاهش یابد.

  • بخار برای حرارت دهی پایین

استفاده از بخار برای حرارت دهی پایین 110 درجه سانتیگراد در سالیان اخیر رشد بسیاری پیدا کرده است. با تهیه فشار بخار اشباع شده و ایجاد خلاء و کاهش فشار می توان دمای بخار را تغییر و آن را کاهش داد و در نهایت به دمای مورد نظر رسید. ولی در این‌ شیوه یک پمپ دائما همراه با سیستم به کار گرفته می‌ شود تا فشار را تغییر دهد.

  • استفاده از بویلر بخار برای نیرو محرکه

بخار بیشتر تحت عنوان یک نیروی محرک مانند توربین‌های بخار، لوکوموتیوها و کشتی‌ها به کار گرفته می شود. توربین بخار یک قسمت ضروری از تجهیزات ایجاد برق است. برای این که عملکرد و بازدهی ارتقاء یابد باید فشار دمای بخار بالاتر رود تا نیروی بیشتری ایجاد کند. بعضی از نیروگاه‌های ساخت برق بخار با فشار و دمای 25MPa abs (3625 psia), 610°C  در توربین‌ها تولید می ‌کنند.

  • تمیز کردن و پاکسازی انواع سطوح

بویلر بخار برای پاکسازی انواع سطوح به کار گرفته می شود. جالب است بدانید برای تمیز کردن لوله‌های بویلر بخار و دیواره کوره از بخار استفاده می ‌شود که باعث بیشتر شدن کارآیی و گنجایش آن خواهد شد. لازم است بدانید که دیگ بخار برای خشکشویی ها نیز کاربرد متعددی دارد.

  • بویلر بخار برای حرارت دادن

درون بویلر بخار، بخار به صورت معمول در فشاری بیشتر از فشار اطراف ایجاد می شود. این بدین معناست که می توان از بخار برای تجهیزاتی که نیاز به فشاری فراتر از فشار اتمسفر و دمای فراتر از 110 درجه سانتیگراد دارند استفاده کرد. صنایع غذایی، پالایشگاه‌ها، تصفیه منازل و کارخانه‌های شیمیایی به صورت معمول از این گونه بخار در فرآیندهای عملیاتی خود استفاده می نمایند. بخار اشباع گردیده تحت عنوان منشاء حرارتی برای راکتورها، مراحل انتقال حرارت مایع، پیش گرمایش احتراق، گرمکن‌ها و دیگر گونه‌های تجهیزات انتقال حرارت به کار گرفته می ‌شود.

  • مرطوب کردن هم زمان با گرما

در برخی موارد از بخار برای بالا بردن رطوبت همزمان با گرم نمودن به کار گرفته می‌ شود. مثلا بخار برای رطوبت دهی در ساخت صفحات نازک به کار گرفته می شود، بنحویکه آن صفحه روی غلطک‌هایی با سرعت بالا حرکت می نماید فارغ از این که پاره شود.

دیگر کاربرد در پلت میل می باشد. پلت میل‌ها بیشتر غذای دام را به طور قرص یا این که ساچمه تولید می‌ نمایند. با تزریق بخار ضمن حرارت دادن به مواد اولیه و افزودن رطوبت به مواد در بخش فرمدهی به محصول، این تبدیل شکل انجام خواهد شد. از بخار کم فشار در سیستم های تهویه مطبوع و گرمایشی نیز به استفاده می شود، خصوصا در مناطقی که آب و هوای سردی دارند.

سایر صنایعی که از دیگ بخار استفاده می کنند:

  • استخرها
  • کاغذ سازی
  • پرورش قارچ
  • کارواش ها
  • کارواش بخار
  • کارواش سیار بخار
  • خشکشویی ها، لاندری ها و اتوشویی ها
  • ساخت بتن در صنعت راه و ساختمان
  • کارخانجات صنعتی
  • انواع صنایع غذایی
  • تمیزکاری و چربی زدایی سطوح در صنایع مختلف
  • صنعت فرش و موکت
  • ضدعفونی و ایجاد رطوبت در صنایع کشاورزی و دامی
  • صنایع نساجی و رنگرزی
  • فرآیند های نفتی و پتروشیمی
  • سیستم های ذخیره مواد سوختی و مواد روغنی جامد
  • صنعت پلاستیک و لاستیک سازی
  • بیمارستان‌ها و آزمایشگاه‌ها جهت استریل کردن
  • گرمایش مستقیم و غیر مستقیم در سیستم های حرارتی

افزایش راندمان بویلر بخار

بویلر صنعتی که دارای نشان استاندارد باشد از کیفیت بسیار بالایی برخودار است. راندمان حرارتی یکی از مواردی است که باید در هنگام تعیین قیمت دیگ بخار برای خرید به آن توجه شود. برای بالا بردن راندمان دیگ بخار و راندمان حرارتی آن نیاز به نصب اکونومایزر، نصب توربولاتور و تجهیزات پیش‌گرمایش هوا در ورودی مشعل می باشد.

بالابودن راندمان دیگ باعث کم‌ شدن مصرف انرژی و جلوگیری از هدر رفتن سوخت و در نتیجه صرفه ‌جویی در هزینه‌های مصرفی می شود.

افزایش طول عمر دستگاه بویلر

جهت افزایش طول عمر دستگاه بویلر باید تستهای بازرسی دوره ای انجام دهید. همچنین باید نکاتی که اپراتور یا نصاب در اختیارتان قرار می دهند را به طور دقیق اجرا کنید. همیشه از کیفیت آب مصرفی اطلاع داشته باشید تا بویلر شما دچار رسوب و خوردگی نشود.

نکات فنی مهم دیگ بخار

فشار کاری دیگ بخار: فشاری است که دیگ در حالت کاری خود توان تحمل آن را دارد.

ظرفیت حرارتی دیگ بخار: توان و قدرت حرارتی که به صورت گرمایش یا انرژی از بخار خارج شده را نشان می دهد.

فشار تست هیدروستاتیک: فشاری است که در زمان تست مخزن فولادی، دیگ باید تحمل کند و 1.5 برابر فشار طراحی می باشد.

فشار طراحی دیگ بخار: فشاری است که طراح برای محاسبات طراحی بویلر در نظر می گیرد و 1 . 1 برابر فشار کاری دیگ می باشد.

سطح حرارتی یا سطح گرمایی دیگ بخار: کلیه سطوح داخلی دیگ بخار که از یک طرف با آتش و از طرف دیگر با آب در ارتباط می باشد.

پاس حرارتی: به مراحل مختلف عبور حرارت از داخل کوره و لوله‌ها پاس حرارتی گفته می شود و لذا دیگ ها به صورت 2 پاس و 3 پاس طراحی می شوند.

وت بک یا درای بک: اگر انتهای کوره ساخته شده داخل آب باشد طرح وت بک و گرنه طرح درای بک یا پشت خشک خواهد بود.

نحوه اتصالات در دیگ بخار

  • لوله کشی رفت

در دیگ های کوچک معمولا یک لوله برای خروج بخار وجود دارد، قطر این لوله به گونه ای است که سرعت بخار کم باشد تا احتمال ورود قطرات آب به خطوط رفت به حداقل برسد. دیگ های بزرگ می توانند چندین خروجی بخار داشته باشند.

اگر چه برخی از مهندسین ترجیح می دهند برای افزایش حجم ذخیره، هدر بخار را بزرگتر در نظر بگیرند ولی این موضوع معایبی را نیز به دنبال خواهد داشت مگر این که تقاضای ناگهانی بخار (به جزء در هنگام راه اندازی سیستم) وجود داشته باشد. قطر هدر دیگ می تواند هم اندازه با اتصال پیش بینی شده روی دیگ یا لوله مورد استفاده برای خط اصلی بخار باشد. اندازه لوله افقی خروجی از دیگ تا هد، باید بر مبنای سنگین تر باری که ممکن است به دیگ اعمال شود تعیین شود. مبنای تعیین اندازه لوله خروجی از دیگ تا هدر، همان مبنای تعیین قطر خط لوله اصلی ساختمان است. هر گونه تغییر در قطر لوله پس از خروج از دیگ باید توسط زانوی کاهنده انجام شود.

  • لوله کشی برگشت

در دیگ های چدنی می توان لوله‌های برگشت را به هر دو طرف دیگ متصل کرد. در دیگ های فولادی ممکن است یک یا دو محل برای اتصال لوله برگشت پیش بینی شده باشد. اگر بر روی دیگ دو محل برای اتصال لوله برگشت وجود دارد، باید از هر دو محل استفاده شود تا گردش آب در درون دیگ صحیح انجام شود. برگشت کندانسیت به دیگ می تواند به صورت ثقلی یا تحت فشار پمپ انجام شود.

معمولا در عمل برای هر کدام از دیگ ها از یک پمپ کندانسیت یا پمپ تغذیه دیگ بخار استفاده می شود. توسط کنترل سطح آب درون دیگ، کارکرد پمپ هر کدام از دیگ ها کنترل می شود. در عین حال می توان با استفاده از یک پمپ و تغذیه آب به درون مانیفولد مشترک، چندین دیگ را تغذیه کرد. در این صورت توسط کنترل کننده سطح آب هر کدام از دیگ ها، شیر کنترلی بین مانیفولد و آن دیگ کنترل می شود. وقتی از چنین سیستمی استفاده می کنید، پمپ برگشت کندانسیت باید به طور مداوم کار کند تا هدر برگشت تحت فشار باشد.

قطر لوله کشی برگشت باید بر مبنای بار کل تعیین شود. اندازه خط لوله بین پمپ و دیگ بخار باید برای افت فشار بسیار کم و حداکثر دبی پمپ، تعیین شود.

پارامترهای تاثیرگذار در طراحی دیگ بخار

ظرفیت حقیقی بویلر بخار

یکی از عوامل موثر در کارایی و قیمت بویلر بخار ظرفیت حقیقی آن می باشد. ظرفیت حقیقی دیگ بخار عبارت است از میزان تولید بخار در واحد زمان. به طور مثال یک دیگ بخار با ظرفیت a تن در ساعت، باید مقدار a تن آب را در یک ساعت به بخار تبدیل می کند.

در حالت ایده آل و اصولی ظرفیت بویلر باید به گونه ای باشد که مشعل دائما کار نکند در صورتی که مشعل به صورت دائم کار نماید تا ظرفیت مورد نیاز تامین شود، موجب استهلاک سریع دیگ و مشعل می شود.

بویلرهای بخار با توجه به ظرفیتشان و کاربردهای صنعتی و تجاری عبارت است از:

  1. دیگ بخار قطاعی
  2. بویلر بخار لوله ای
  3. دیگ بخار پوسته ای

استانداردهای ساخت دیگ‌های مدل فایرتیوب

این دیگها اگر غیر استاندارد و کارگاهی تولید شوند می توانند بسیار خطرناک باشند و در صورت انفجار علاوه بر ایجاد سوختگیهای شدید و مرگ بار، با تولید موج و نیروی حاصل از انفجار، موجب تخریب ابنیه و سازه‌های ساختمانی نیز شود، لذا توصیه می شود از بویلرهای غیر استاندارد به هیچ عنوان استفاده نکنید.

کیفیت تجهیزات و قطعات نصب شده بر روی دیگ بخار

تجهیزات و قطعات نصب شده بر روی دیگ بخار می تواند بر اساس مشخصات فنی دستگاه و کیفیت مورد انتظار مشتری و یا سازنده متغیر باشند ولی مشتری باید از سازنده در خصوص شرایط کیفی و فنی آن‌ها استعلام نماید.

مهم ترین این تجهیزات عبارت است از: شیرآلات ورودی و خروجی دیگ، مشعل، نمایشگر سطح آب، پمپ تغذیه، گیج فشار، شیر اطمینان، شیرهای بلودان و تخلیه، پرشر سوئیچ ها، لوله کنترل و تابلو فرمان.

خرید دیگ بخار

خرید بویلر بخار

در هنگام خرید دیگ بخار باید دقت داشته باشید که شرکت ارائه کننده حتما دارای نشان استاندارد باشد. نکته بعدی که در هنگام خرید این دستگاه باید توجه داشته باشید این است که به توضیحات و مسائل ایمنی که نصب کننده یا اپراتور در هنگام نصب در اختیار شما قرار می دهد را به طور کامل اجرا نمایید. همچنین باید قبل از خرید نوع آب منطقه ای که می خواهید بویلر صنعتی را در آن نصب کنید اطلاعات کامل داشته باشید و آن را به شرکت ارائه دهند انتقال دهید تا بتوان قبل از ورود آب به بویلر برنامه ریزی داشته باشند.

به صورت کلی می ‌توان گفت که یک سیستم بویلر از سه بخش تشکیل شده است. بخش اول، سیستم آب تغذیه را نشان می ‌دهد، بخش دوم سیستم بخار و بخش سوم نیز سیستم سوخت است.

برای خرید دیگ بخار باید به قطعات و تجهیزات توجه ویژه ای داشته باشید و این قطعات تاثیر مستقیمی بر قیمت بویلر بخار دارد. هر کدام از تجهیزات نام برده شده دارای وظیفه خاص در بویلر می باشند. در هنگام خرید باید به نشان استاندارد توجه داشته باشید چرا که وجود آن یعنی قطعات و تجهیزات به کار رفته در دیگ بخار دارای کیفیت بالایی است و در حین انجام کار و تولید بخار درصد خرابی آن کاهش می یابد. تجهیزات بویلر اگر از کیفیت پایین برخودار باشد، می تواند باعث از کار افتادن دستگاه زیر فشار شود. این کار می تواند منجر به ضرر مالی برای صنایعی که نیاز به تولید بخار مدوام دارند شود. همچنین اگر تجهیزات به کار رفته در ساخت بویلرهای صنعتی از دارای کیفیت پایین باشد ممکن است انفجار نیز رخ دهد.

قیمت دیگ بخار

قیمت دیگ بخار

قیمت دیگ بخار به پارامترهای بسیار زیادی بستگی دارد. یکی از مهم ترین آن‌ها کیفیت بویلر صنعتی و نشان استاندارد می باشد. هر چه کیفیت بویلر بیشتر باشد به تبع راندمان و بخاردهی بویلر صنعتی نیز بیشتر می شود.

موارد دیگری که در تعیین قیمت دیگ بخار موثر است عبارت است از: جنس بدنه، ظرفیت دستگاه، نوع کاربری آن، قطعات و تجهیزات نصب شده روی دستگاه، نوع دیگ بخار (چدنی، فولادی، واترتویب و فایرتویب) نوع خدمات پس از فروش، بیمه و ضریب ایمنی می باشد و تا به دست نیاوردن اطلاعات فوق نمی توان قیمت قاطعی برای آن مشخص کرد.

اگر در هنگاه خرید، قیمت دیگ بخار بسیار بالا یا بسیار پایین بود باید به موارد گفته شده فوق آگاهی کامل داشته باشید تا بتوانید یک بویلر صنعتی با کیفیت و دارای راندمان و طول عمر بسیار زیاد خریداری نمایید.